基于學(xué)科能力視角的中考化學(xué)命題研究

尹博遠(yuǎn)

（北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校，北京100195）

2018年是北京中考改革進(jìn)一步推進(jìn)的重要一年，化學(xué)和生物合考，化學(xué)滿分由之前的80分變?yōu)?5分?；瘜W(xué)考試在內(nèi)容和題型上都發(fā)生了較大變化，內(nèi)容有所精簡，進(jìn)一步聚焦主干內(nèi)容；試題強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)理解；通過情境、信息呈現(xiàn)方式、問題層次和開放性的變式，考查學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐和遷移創(chuàng)新能力，同時(shí)反映技術(shù)進(jìn)步和綠色化學(xué)理念，體現(xiàn)育人導(dǎo)向，凸顯化學(xué)學(xué)科價(jià)值[1]。在2017年版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)核心素養(yǎng)的當(dāng)下，中考如何體現(xiàn)素養(yǎng)導(dǎo)向理念，以更好地引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)，成為目前研究的焦點(diǎn)。本文依據(jù)北京師范大學(xué)王磊教授領(lǐng)銜的學(xué)科教育團(tuán)隊(duì)提出的化學(xué)學(xué)科能力內(nèi)涵構(gòu)成及其活動表現(xiàn)模型（如圖1所示）[2]，從學(xué)科能力活動及其表現(xiàn)的角度，探討中考化學(xué)試題命制。

圖1 化學(xué)學(xué)科能力內(nèi)涵構(gòu)成及其活動表現(xiàn)模型

1 化學(xué)學(xué)科能力的內(nèi)涵解讀

王磊教授領(lǐng)銜的化學(xué)學(xué)科教育團(tuán)隊(duì)提出，化學(xué)學(xué)科能力包含“學(xué)習(xí)理解”“應(yīng)用實(shí)踐”和“遷移創(chuàng)新”3個(gè)層次。

“學(xué)習(xí)理解”描述的是學(xué)生的學(xué)習(xí)輸入能力，考查學(xué)生對基礎(chǔ)性內(nèi)容的理解，包含“辨識記憶”“概括關(guān)聯(lián)”和“說明論證”3個(gè)要素。其中：“辨識記憶”要素對應(yīng)辨識、回憶、簡單判斷、舉例等認(rèn)知要求；“概括關(guān)聯(lián)”要素主要指從具體現(xiàn)象、性質(zhì)中概括規(guī)律，也包括將抽象概念與具體實(shí)例、物質(zhì)性質(zhì)與用途等知識聯(lián)系起來；“說明論證”要素指利用已有知識對目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行理解與說明，或者對目標(biāo)內(nèi)在的關(guān)系進(jìn)行說明，該要素對學(xué)生的邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性要求較高[2]。

“應(yīng)用實(shí)踐”描述的是學(xué)生的學(xué)習(xí)輸出能力，考查學(xué)生應(yīng)對簡單變式，利用知識解決常見問題的能力，包括“分析解釋”“推論預(yù)測”和“簡單設(shè)計(jì)”3個(gè)要素。其中：“分析解釋”指調(diào)用已有知識和推理能力，對確定的現(xiàn)象或結(jié)果進(jìn)行解釋，強(qiáng)調(diào)已知與結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)；“推論預(yù)測”指基于信息和已學(xué)內(nèi)容作出判斷、推論和預(yù)測，實(shí)現(xiàn)從已知到未知；“簡單設(shè)計(jì)”指基于實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)類似的實(shí)驗(yàn)，或?qū)σ延袑?shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單的優(yōu)化改進(jìn)[2]。

表1 2018年北京中考化學(xué)試題中“學(xué)習(xí)理解”類內(nèi)容的分布

“遷移創(chuàng)新”描述的是學(xué)生高水平輸出的能力，考查學(xué)生對真實(shí)復(fù)雜問題的解決能力，以及創(chuàng)造性思維的能力，包括“復(fù)雜推理”“系統(tǒng)探究”和“創(chuàng)新思維”3個(gè)要素。其中：“復(fù)雜推理”強(qiáng)調(diào)從多角度辯證思考，綜合分析；“系統(tǒng)探究”強(qiáng)調(diào)基于現(xiàn)象或數(shù)據(jù)證據(jù)，對多種可能的假設(shè)進(jìn)行分析、取舍和正反論證；“創(chuàng)新思維”指創(chuàng)造性的體驗(yàn)、設(shè)計(jì)以及批判性思考等能力[2]。

2 關(guān)注學(xué)習(xí)理解，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式優(yōu)化

基礎(chǔ)性是義務(wù)教育階段的重要特征?；A(chǔ)不等同于簡單，基礎(chǔ)性內(nèi)容的特點(diǎn)是常用、重要、能用于推導(dǎo)其他內(nèi)容?；A(chǔ)性內(nèi)容不應(yīng)只是簡單記憶，而應(yīng)根據(jù)內(nèi)容的特點(diǎn)，匹配不同的學(xué)習(xí)方式，并進(jìn)行不同水平的考查。學(xué)科能力中“辨識記憶”“概括關(guān)聯(lián)”和“說明論證”3個(gè)要素，描述了學(xué)習(xí)理解水平上的不同要求，都可以用于對基礎(chǔ)性內(nèi)容的考查。

以2018年中考化學(xué)試題為例（見表1），其中，“辨識記憶”類試題的分值占比為20%，“概括關(guān)聯(lián)”和“說明論證”類試題的分值占比為15.6%。從學(xué)科內(nèi)容與學(xué)科能力要求的匹配角度看，基本事實(shí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、科學(xué)規(guī)定和化學(xué)用語等內(nèi)容，由于零散缺乏規(guī)律性，比較適合以“辨識記憶”的方式進(jìn)行考查，例如金屬元素識別、物質(zhì)酸堿性與pH、常見物質(zhì)俗稱、典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等考查內(nèi)容，與“辨識記憶”能力要求匹配較好。物質(zhì)性質(zhì)是從大量具體實(shí)驗(yàn)中概括出來的，并且對應(yīng)的是特定的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件和現(xiàn)象，因此適合以“概括關(guān)聯(lián)”的方式進(jìn)行考查，例如“顏色與酸堿性及典型物質(zhì)”“金屬活動性與置換反應(yīng)”以及“能與堿反應(yīng)的常見物質(zhì)”等，是典型的“物質(zhì)性質(zhì)關(guān)聯(lián)”試題；“根據(jù)分子式含義對應(yīng)指定的微?！薄把趸锔拍钆c具體代表物質(zhì)”等，是典型的“原理類關(guān)聯(lián)”試題。對于一些定律或重要結(jié)論，則需要能夠?qū)ζ溥M(jìn)行證明，適合于用“說明論證”的方式考查，例如“空氣中氧氣含量測定實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系”，是典型的“說明論證”類試題。

試題對教學(xué)有明顯的指導(dǎo)作用。命制適當(dāng)比例的“概括關(guān)聯(lián)”類試題，可以促使教師在教學(xué)中調(diào)整策略，精簡辨識記憶類活動，增加概括關(guān)聯(lián)類活動，只針對那些最基本、最常用且沒有更好學(xué)習(xí)方法的內(nèi)容提出記憶要求，以減輕學(xué)生的記憶壓力，釋放學(xué)生的活力用于推理和創(chuàng)造性思維。這對發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有重要作用。

3 關(guān)注應(yīng)用實(shí)踐，考查多角度思維和證據(jù)推理

考試時(shí)，學(xué)生面對“靈活題”和真實(shí)問題時(shí)往往表現(xiàn)不佳，教師通常將其歸結(jié)為學(xué)生的知識應(yīng)用能力和應(yīng)變能力不足。知識的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是一個(gè)長期的過程，不是通過“題海戰(zhàn)術(shù)”訓(xùn)練就能造就的。中考試題通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和真實(shí)問題解決能力的考查，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)習(xí)過程，這給教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。

學(xué)科能力中“分析解釋”“推論預(yù)測”和“簡單設(shè)計(jì)”，代表著不同的推理路徑和要求，再結(jié)合不同的學(xué)科知識和角度，透過復(fù)雜多變的情境、設(shè)問、信息呈現(xiàn)方式、實(shí)驗(yàn)裝置等，把握變化中的不變，分析不同類型任務(wù)對學(xué)生的要求和教學(xué)價(jià)值。

以2018年中考化學(xué)試題為例（見表2），其中，“推論預(yù)測”類試題的分值占比最大，達(dá)到42.2%。學(xué)生在進(jìn)行推論預(yù)測時(shí)，既可能基于已有化學(xué)知識，也可能完全基于已知信息，還有可能綜合利用已知信息和化學(xué)知識完成推理，因此信息的呈現(xiàn)方式和題目的設(shè)問方式會共同影響題目的難度，學(xué)生能否從所給信息中提取出關(guān)鍵內(nèi)容，能否建立已知與設(shè)問的關(guān)聯(lián)是決定能否成功推理的關(guān)鍵。例如第10題和第11題是典型的基于“信息+學(xué)科知識”的“推論預(yù)測”類試題。

例1（2018年北京市中考化學(xué)第10～11題）

依據(jù)下列20℃時(shí)的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)回答10～11題。

已知：20℃時(shí)，NaCl和NaNO3的溶解度分別為36 g和88 g。

表2 2018年北京中考化學(xué)試題中“應(yīng)用實(shí)踐”類內(nèi)容的分布

序號 ①② ③ ④ ⑤固體種類 N a C l N a C l N a N O 3 N a N O 3 N a N O 3固體的質(zhì)量/g 3 0 6 0 3 0 6 0 9 0水的質(zhì)量/g 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0

10.①～⑤所得溶液屬于飽和溶液的是

A.①③ B.②④ C.②⑤ D.④⑤

11.下列關(guān)于①～⑤所得溶液的說法不正確的是

A.溶質(zhì)質(zhì)量：①＜②

B.溶液質(zhì)量：②＜④

C.溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：①＝③

D.⑤中溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為9∶10

從信息呈現(xiàn)方式上看，例1改變了此前中考試題給出溶解度曲線的傳統(tǒng)，給出的是溶質(zhì)質(zhì)量和溶劑質(zhì)量的信息，以及溶解度數(shù)據(jù)。學(xué)生需要理解溶解度的含義，知道溶解度是溶液組成的“極限值”，而非“實(shí)際值”，并與表格中固體和溶劑的質(zhì)量信息相關(guān)聯(lián)。從設(shè)問的特點(diǎn)看，第11題是從溶液是否飽和、溶解的溶質(zhì)質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及溶質(zhì)溶劑質(zhì)量比等多角度進(jìn)行推論。這種多角度推論的試題要求對學(xué)生來說，也具有一定的挑戰(zhàn)性。

2018年北京市中考化學(xué)第18題第（2）問也是典型的“信息+學(xué)科知識”的“推論預(yù)測”類試題。

例2（2018年北京市中考化學(xué)第18題）

18.為保護(hù)綠水青山，可將工業(yè)殘留的鋇渣（主要成分為碳酸鋇（BaCO3））進(jìn)行無害化處理，制取化工原料硫酸鋇（BaSO4）。主要流程如下：

已知：BaSO4難溶于水，氯化鋇（BaCl2）可溶于水。

（1）粉碎鋇渣的目的是________________。

（2）反應(yīng)釜1中的氣體X為____________。

（3）反應(yīng)釜2中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

生產(chǎn)實(shí)際分析題型本身就對信息提取和處理有較高的要求，學(xué)生需要根據(jù)進(jìn)出反應(yīng)裝置的箭頭，確定反應(yīng)物和生成物。在例2中，學(xué)生還需要主動關(guān)聯(lián)題干和流程圖，鎖定反應(yīng)物是碳酸鹽和鹽酸，再主動調(diào)用碳酸鹽與酸反應(yīng)的性質(zhì)，來推測氣體X的成分是二氧化碳。這種設(shè)問方式，考查學(xué)生主動關(guān)聯(lián)和應(yīng)用知識的能力，在“推論預(yù)測”類試題中難度較高。

“分析解釋”類試題強(qiáng)調(diào)建立知識與結(jié)果之間的關(guān)系，需要學(xué)生說清楚中間的分析推理過程。一些學(xué)生大致理解意思，但總是說不準(zhǔn)、說不全，因果倒置，或不嚴(yán)謹(jǐn)，這與日常教學(xué)中對“推論預(yù)測”類問題訓(xùn)練較多有一定關(guān)系，“推論預(yù)測”類問題不需要解釋中間的推理過程，這樣的試題訓(xùn)練多了，學(xué)生容易形成思維定勢，忽略推理的精準(zhǔn)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。2018年北京市中考化學(xué)第22題第（1）問是典型的“分析解釋”類試題，設(shè)問要求學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)B和實(shí)驗(yàn)D的設(shè)計(jì)目的。

例3（2018年北京市中考化學(xué)第22題）

22.用下圖所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可燃物燃燒的條件。

已知：白磷的著火點(diǎn)為40℃。

（1）設(shè)計(jì)B、D的目的是_________。

（2）能驗(yàn)證可燃物燃燒需要O2的現(xiàn)象是_____。

（3）A～D中，可不做的實(shí)驗(yàn)是_____（填序號）。

在解答第（1）問的過程中，學(xué)生需要對比實(shí)驗(yàn)B和實(shí)驗(yàn)D的信息，排除可燃物、與氧氣接觸等因素，發(fā)現(xiàn)“溫度”是變量，由此確定“溫度達(dá)到著火點(diǎn)”這一因素是研究目標(biāo)。學(xué)生感覺第（1）問很簡單，但實(shí)際得分率不足0.5，原因就在于解釋得不準(zhǔn)確，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿枋鰹椤皽囟葘θ紵挠绊憽被颉疤骄恐瘘c(diǎn)”。

“簡單設(shè)計(jì)”類試題要求學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作，這類試題對學(xué)生而言有一定難度。第22題第（3）問是“簡單設(shè)計(jì)”類試題，要求學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，從另一個(gè)角度考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡睦斫狻５?2題是多角度、多方式理解實(shí)驗(yàn)和推理的典型試題，較好地考查了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

學(xué)科能力強(qiáng)調(diào)學(xué)生的思維路徑，不論是“分析解釋”還是“推論預(yù)測”，都要求學(xué)生理解整個(gè)推理過程。在命制試題時(shí)，要把握已知與未知的關(guān)系，關(guān)注信息呈現(xiàn)的多樣性，信息與化學(xué)知識的關(guān)系，以及信息能否給予學(xué)生思考角度的提示。只有從這些角度考慮如何命制試題，才能達(dá)到試題的考查目標(biāo)和要求，達(dá)到對教學(xué)的正確導(dǎo)引作用。

4 關(guān)注遷移創(chuàng)新，促進(jìn)高階思維發(fā)展

義務(wù)教育在重視基礎(chǔ)性的同時(shí)，也鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行遷移創(chuàng)新。遷移創(chuàng)新能力是有一定內(nèi)在結(jié)構(gòu)、可培養(yǎng)的。借助“復(fù)雜推理”“系統(tǒng)探究”“創(chuàng)新思維”學(xué)科能力要素，可以更深入地、更具概括性地命制出考查遷移創(chuàng)新能力的試題，2018年北京中考化學(xué)試題在鼓勵(lì)學(xué)生開放和創(chuàng)新作答方面進(jìn)行了嘗試（見表3）。受筆試所限，學(xué)科能力要素中的“創(chuàng)新思維”不容易考查，但批判性思維和系統(tǒng)性思維的考查是可以實(shí)現(xiàn)的，多角度的思考和自我批判反思是遷移創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。例如2018年北京中考第24題第（4）問，學(xué)生需要考慮實(shí)驗(yàn)的目的，系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，得出合理的結(jié)論。

例4（2018年北京市中考化學(xué)第24題節(jié)選）

為探究碳還原氧化銅的最佳實(shí)驗(yàn)條件，用木炭粉和氧化銅的干燥混合物1～2.5 g進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：取質(zhì)量比為1∶11的木炭粉和氧化銅混合物1.3 g，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

序號 1-1 1-2裝置反應(yīng)后物質(zhì)的顏色、狀態(tài)黑色粉末中混有少量紅色固體紅色固體有金屬光澤，混有極少量黑色物質(zhì)

實(shí)驗(yàn)2：取一定質(zhì)量的混合物，用1-2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

序號木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比 反應(yīng)后物質(zhì)的顏色、狀態(tài)2-1 1∶9 2-2 1∶10 2-3 1∶11 2-4 1∶12 2-5 1∶13紅色固體有金屬光澤混有少量黑色物質(zhì)混有很少量黑色物質(zhì)混有極少量黑色物質(zhì)無黑色物質(zhì)混有較多黑色物質(zhì)

【解釋與結(jié)論】

（4）實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論是___________。

表3 2018年北京中考化學(xué)試題中“遷移創(chuàng)新”類內(nèi)容的分布

例4題干中，實(shí)驗(yàn)的目的是探究木炭還原氧化銅的最佳條件，木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比是實(shí)驗(yàn)中的自變量，反應(yīng)后物質(zhì)的顏色和狀態(tài)是實(shí)驗(yàn)中的因變量。學(xué)生在下結(jié)論時(shí)，應(yīng)當(dāng)指明自變量與因變量的關(guān)系，明確質(zhì)量比為1∶12時(shí)，生成物中無黑色物質(zhì)生成，因而達(dá)到最佳還原效果；或者更進(jìn)一步，從反應(yīng)后物質(zhì)的顏色和狀態(tài)變化，推測各組反應(yīng)中相對過量的物質(zhì)，進(jìn)而確定還原反應(yīng)的最佳質(zhì)量比。缺乏系統(tǒng)性思維的學(xué)生，通常不關(guān)注實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，因而不能關(guān)聯(lián)自變量與因變量，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)理解和結(jié)論推測出現(xiàn)偏差。

綜上所述，學(xué)科能力為試題研究者和教師提供了新的視角和工具。學(xué)科能力與布魯姆教育目標(biāo)分類中提出的能力目標(biāo)有所不同，它綜合考慮了情境、問題提示性、問題角度、推理路徑等多個(gè)影響因素，根據(jù)知識的輸入和輸出，將其分為學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐和遷移創(chuàng)新3個(gè)層次。在命制試題時(shí)，除考慮傳統(tǒng)的情境素材、問題難度、呈現(xiàn)方式、設(shè)問等角度外，還可以把“學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式的匹配性”“變式的不同類型”等問題一并作為因素統(tǒng)籌考慮。學(xué)科能力還可以作為學(xué)習(xí)診斷和決策模型，如果教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題出在學(xué)習(xí)理解層面，就需要有針對性地先讓學(xué)生把基礎(chǔ)知識和基本概念搞清楚，建構(gòu)知識間的關(guān)聯(lián)；如果教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題出在實(shí)踐應(yīng)用或遷移創(chuàng)新層面，就應(yīng)調(diào)整教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力。